Takie coś jak szkło otacza nas wszędzie: okna w domu czy samochodzie, akwaria, naczynia, przedmioty dekoracyjne, retorty i zlewki w przemyśle i medycynie, mają je nawet zegarki. Interesujące fakty:
- Rozkład szkła trwa milion lat.
- Podczas obróbki szkło zachowuje wszystkie swoje właściwości.
- Najgrubszą taflą szkła są ekrany akwariów w Sydney. Jego grubość wynosi 26 cm.
Nowoczesne technologie produkcji pozwalają na uzyskanie szkła o największej zawartości różne cechy i cechy:
- Gospodarstwo domowe. Jest używany w Życie codzienne: naczynia, szklanki, artykuły dekoracyjne.
- Techniczny. Jest to bardzo gęste szkło stosowane w przemyśle ciężkim.
- Budowa. Wykonuje się z niego gabloty, witraże, okna.
- Kuloodporny. Służy do poprawy bezpieczeństwa budynków, samochodów itp.
Dziś patrząc na maleńką tarczę zegarka możemy pomyśleć: które szkło jest lepsze szafirowe czy mineralne. Do wykończenia okien możemy wybrać materiały w różnych odcieniach: niebieski, czerwony, zielony lub w ogóle bez koloru. Kup matowy biały surowy wazon lub kolorowy, jasny produkt o dowolnym kształcie od profesjonalnych dmuchaczy szkła. To nawet dziwne przy takiej popularności, że bardzo niewiele osób zastanawia się nad pytaniem, jak powstaje szkło? Co jest do tego potrzebne?
Z czego jest zrobione szkło
Ciekawy jest nie tylko sam proces produkcji, ale także to, z czego wykonane jest szkło. Zwykle u podstawy znajdują się tylko trzy składniki, a każdy z nich ma swoją rolę w procesie tworzenia:
- Piasek kwarcowy to podstawa. Jego temperatura topnienia wynosi 1700⁰С.
- Soda. Pomaga obniżyć temperaturę topnienia piasku o połowę i znacznie upraszcza proces produkcyjny.
- Limonka. Ten składnik jest niezbędny do hydroizolacji. Gdyby go nie było, nie moglibyśmy włożyć kwiatów do wazonu, nie pilibyśmy herbaty ze szklanki, ponieważ woda po prostu rozpuściłaby taki stop.
Produkcja szkła to dość gorący, pracochłonny i niebezpieczny proces. Najpierw wszystkie składniki są mieszane i topione w specjalnym piecu. Po połączeniu ziaren piasku, zamieniając się w jednorodną masę, jest on wysyłany do kąpieli z roztopioną cyną (jej temperatura przekracza 1000⁰С). Mieszanka szkła będzie unosić się na powierzchni ze względu na różnicę gęstości materiałów. Im mniej masy znajduje się w blaszanym pojemniku, tym cieńsza będzie próbka. Następnie półfabrykaty są chłodzone na specjalnym przenośniku.
Ciekawostka z historii:
- Jedna z najstarszych cząsteczek szkła pochodzi z XXI wieku. PNE. Niebieskie przezroczyste surowe szkło znaleziono w południowej Mezopotamii. Szklarstwo uprawiano także w Syrii, Egipcie i Fenicji.
- Przez wiele stuleci za najdroższe uważano szkło z Wenecji. Mistrzowie wytwarzali niezwykle cienkie i piękne produkty: naczynia, biżuterię, lustra, kosztujące bajeczne pieniądze. Przez bardzo długi czas Wenecja była szklanym monopolistą, a tajemnice rzemiosła były zazdrośnie strzeżone. W XIII wieku produkcję przeniesiono nawet na wyspę Murano, a rzemieślnikom zabroniono opuszczania jej pod groźbą kary kara śmierci. Mimo to szklarze byli kastą szczególną, bogatą i uprzywilejowaną. Rzecz niespotykana jak na tamte czasy: ożeniwszy się z córką takiego mistrza, facet przeniósł się do rodziny swojej żony!
- Jednym ze światowych liderów w produkcji są dziś Chiny, które kontrolują jedną trzecią światowego rynku. A w okresie od XIV do XIX wieku kraj w ogóle nie produkował szkła.
Dopóki istnieje szkło, istnieją jego odmiany różniące się kolorem. Z czego wykonane jest szkło niebieskie, zielone lub czerwone? Co pozwala zmienić odcień materiału, aby stworzyć piękny witraż, wazon czy rzeźbę? Chodzi o dodanie różnych związki chemiczne, najczęściej tlenki:
- Czerwony kolor jest nadawany przez dodatek tlenku żelaza.
- fioletowy i brązowe odcienie(wszystko zależy od ilości) - nikiel.
- Jasnożółty kolor to uran.
- Odcienie zieleni - chrom i miedź.
- Intensywny błękit - kobalt.
Przy okazji kolejny tlenek - tym razem tlenek glinu używany jest do produkcji szafirowych szkieł do zegarków. Jest bardzo twardy, można go tylko zarysować diamentem!
Szkło to ciekawy i niesamowity materiał, który jest niezbędny w wielu aspektach życia.
Tradycyjnie już zapraszamy do obejrzenia emocjonującego filmu o tym, jak powstaje szkło.
Codzienne używanie szklane przedmioty, prawie nikt nie myśli o tym, z czego pozyskiwany jest ten materiał. Jak czasami powstają niesamowicie piękne elementy wyposażenia wnętrz? Jak powstaje szkło? Dlaczego światło słoneczne swobodnie przenika przez okno do pokoju? Jak pewne rodzaje szkła nie pękają nawet przy silnych uderzeniach?
Technologia produkcji
Głównym materiałem do produkcji szkła jest piasek kwarcowy. Tak, ten, którym są usiane piaszczyste plaże i po których latem z przyjemnością można chodzić boso.
Produkcja szkła zaczyna się od tego, że dokładnie odmierzoną na wadze elektronicznej ilość najmniejszego kwarcu zostaje podgrzana do temperatury ponad 1500 stopni C. Ziarna piasku topią się, tworząc jednorodną masę. Dodaje się do nich sodę kalcynowaną i wapień w małych ilościach. W jakim celu?
soda kalcynowana w tym procesie jest swego rodzaju katalizatorem i powoduje topienie piasku w niższej temperaturze, ok. 850 st. C. Zmniejsza to koszty energii produkcji. Ale soda nie jest używana bez wapienia. Wyjaśnia się to w prosty sposób: stopiony piasek i soda kalcynowana po zestaleniu tworzą substancję łatwo rozpuszczalną w wodzie (nie najlepszy materiał do produkcji artykułów gospodarstwa domowego). Tlenek magnezu, tlenek glinu i kwas borowy. Jak również szereg substancji zapobiegających powstawaniu pęcherzyków powietrza w masie.
Po doprowadzeniu wszystkich elementów do określonej temperatury następuje gwałtowne schłodzenie - zapobiegnie to powrotowi ziaren piasku do pierwotnej postaci.
szklana tęcza
Rozdrobniony kwarc (piasek) w swojej naturalnej postaci zawiera niewielką domieszkę żelaza, co daje wyroby gotowe w przyszłość łatwa zielony odcień. Aby materiał był przezroczysty, dodaje się do niego selen. Substancja ta wydziela czerwonawe odcienie, ale po zmieszaniu z żelazem powierzchnia szkła staje się bezbarwna. A z czego wykonane jest szkło o różnych odcieniach, a czasem nawet nie monofoniczne, mieniące się wszystkimi kolorami tęczy?
Aby nadać materiałowi kolor, do ogrzanej mieszaniny dodaje się tlenki metali. Kobalt da nasycenie niebieska farba. Produkt będzie mienił się purpurowymi odcieniami, jeśli w procesie produkcji zostanie dodany mangan, a zielony otrzymamy z mieszaniny chromu i żelaza. Dla energii słonecznej żółty kolor dopasowanie tlenek chromu, dla szmaragdowej zieleni - tlenki chromu i miedzi. To, które składniki są dodawane, zależy od przeznaczenia huty szkła.
Sekret siły
Kolejnym procesem po barwieniu jest krystalizacja mieszaniny. Nazywa się to inaczej procesem homogenizacji. W rezultacie wszyscy bąbelki powietrza, żył i innych niekonsekwencji, które mogą dodatkowo wpłynąć na jakość produktów.
Po homogenizacji przyszłe szkło dostarczane jest do zbiornika ze stopioną cyną o temperaturze około 1000 stopni C. Ponieważ cyna ma większą gęstość, na jej powierzchni znajduje się płynna masa szklista. Tam, gdzie staje się idealnie gładka, trochę się ochładza, nabierając twardości. W kolejnym etapie masa, która ostygła w zbiorniku do temperatury 600 stopni C, jest przekazywana na przenośnik rolkowy. Tutaj, w oparciu o zasady wytwarzania szkła wysoki poziom jakość, to aż temperatura spadnie do 250 stopni C. Czas trwania procesu tłumaczy się potrzebą równomiernego stopniowego chłodzenia, aby uniknąć przedwczesnych pęknięć.
Unikalna produkcja bezodpadowa
Urządzenie kontroli jakości jest zainstalowane na końcu przenośnika gotowy materiał, a przy najmniejszej wadzie szkło jest wysyłane do przetopienia z nową przygotowaną mieszanką. Po przejściu kontroli jakości gotowe arkusze żądanego formatu są cięte i wysyłane do magazynu lub do dalszej obróbki. Wszystko zależy od przeznaczenia produktu.
Pozostałości po cięciu ponownie umieszcza się w mieszance w celu przetopienia. Tam też uruchamiany jest cały odrzucony materiał. Na podstawie tego, jak powstaje szkło, można śmiało powiedzieć, że jest to produkcja bezodpadowa.
Rodzaje
Ze względu na ich skład chemiczny i właściwości fizyczne szkło dzieli się według kilku kryteriów:
- według celu (potrzeby domowe, zastosowanie przemysłowe, budownictwo);
- według rodzaju przetwarzania (technologie chemiczne, mechaniczne i specjalne);
- w zależności od faktury powierzchni (matowa, błyszcząca, powlekana różnymi metalami, z powłoką filmową lub bez).
Nie ma wyraźnego podziału na kategorie. Klasyfikując, wychodzą z technologii i sposobu wykonania szkła. Efektem końcowym może być wielowarstwowa powierzchnia z obrobionymi krawędziami lub produkt o wysokim poziomie przepuszczalności światła, cięty na zimno. Należy zaznaczyć, że osobnym parametrem jakościowym jest poziom przepuszczalności światła. Nie ma szkła o poziomie 100%, do użytku domowego jest to 82%. W produktach high-tech: mikroskopach, teleskopach, różnych obiektywach i instrumentach precyzyjnych – odsetek ten przekracza 90%.
